JPH0677978U - 抵抗溶接機におけるナット心ずれ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 板状のワーク５の下穴と偏心なくナット６を
溶接するように、ナット６の心ズレを正確に安定して検
出する。又、下部電極１やガイドピン２を交換したとき
の調整を簡単にする。 【構成】 ガイドピン２が下部電極１を貫通して上方に
移動するとき、ナット６の心ズレがあるとガイドピン２
は所定の図示位置まで上昇せず、約２ｍｍ図示位置より
下の位置にとどまる。ガイドピンのこの位置は直線位置
センサ１３で光学的に検出され電気信号に変換されて、
カウンタ１７で計数される。カウンタ１７の計数値は正
常品での電極加圧時にゼロリセットして補正しておく。
溶接作業において電極加圧時のカウンタ１７の値が零か
ら一定以上食い違っているとナット心ズレと判断する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電気抵抗溶接機で板状のワークの片面にナットを溶接するときに、 ワークに明けた下穴とナットの心とのずれ（いわゆるナットの心ずれ）を検出す る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

板状のワーク片面にナットを抵抗溶接するときは、ワークに明けた下穴とナッ トの心がずれないように位置決めして溶接する必要がある。

【０００３】 図６に、そのための位置決めの方法を示す。１は抵抗溶接機の下部電極で、そ の中心を上下方向に貫通してガイドピン２が軸線方向に移動可能に設けられてい る。３はガイドピン２を上下に移動させるガイドピン・シフトシリンダで、連結 シャフト４を介してガイドピン２と連結されている。

【０００４】 ナットを溶接するには、先ず下部電極１の上面に板状のワーク５を水平にのせ る。このときガイドピン２は図示の位置から下降した状態にあって、ガイドピン ２の上端は下部電極１の上面より下方に引っ込んでいる。

【０００５】 ワーク５を下部電極１の上面にのせるときは、その下穴が下部電極１とガイド ピン２の軸線と合致するようにする。 次にガイドピン・シフトシリンダ３を作動させてガイドピン２を図示の位置ま で上昇させる。この状態ではガイドピン２はその先端（上端）がワーク５の下穴 を貫通して上方に突出した図示の状態となる。

【０００６】 次に図示されていないナットフィーダ（供給ガン）でナット６を供給し、ナッ ト６の穴がガイドピン２の上部に嵌まるように位置決めする。 この図６の状態で上方から上部電極を下降させ、上部電極の下端でナット６の 上面を下方に押し、通電してナット６をワーク５に溶接する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記の溶接工程で、ワーク５の下穴が下部電極１の軸線、すなわちガイドピン ２の軸線とずれた状態でワーク５が装着され、ガイドピン２を上昇させると、ガ イドピン２は上端小径部２ａだけがワーク５の下穴を貫通して上方に突出し、大 径部２ｂはワーク５の下穴に嵌らない。

【０００８】 従って、この状態でナットフィーダでナットを供給し、ナット６をガイドピン ２の上端小径部２ａに嵌めて位置決めすると、ワーク５の下穴とナット６の心が 偏心してずれたままとなる。そのため、このまま上部電極を下降させてナット６ をワーク５に溶接すると溶接不良となる。

【０００９】 そこで、出願人はナットの心ずれ時には図６の状態までガイドピンが上昇せず 、図６の正規の状態より約２ｍｍ下降した状態をとることに着目し、これを図７ のように連結シャフト４に取付けたドグ７と、このドグ７の位置を検出するリミ ットスイッチ８で検知し、ナット心ずれのときにはリミットスイッチ７から制御 信号を出力して、溶接機を止めるようにすることを計画した。

【００１０】 ところが、ドクとリミットスイッチでは小さな位置変化量を検出するのに確実 さが欠けて正確に心ずれを検出することが出来ない程、動作が不安定であるばか りでなく、下部電極やガイドピンを新しいものに交換する時の交換部品の寸法の 不揃いがあるため、その都度面倒な調整をしないと作動が不具合になるという問 題点があって実用にならなかった。

【００１１】 そこで本考案はかかる問題点を解消し、ナットの心ずれを安定して確実に検出 できる使いやすいナット心ずれ検出装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために、本考案の抵抗溶接機におけるナット心ずれ検出装 置は、下部電極（１）内を上下に昇降可能のガイドピン（２）が、板状のワーク （５）の下穴（５ａ）の径よりわずか小径の大径部（２ｂ）と、この大径部（２ ｂ）の径より小径の小径部（２ａ）を上端に備えていて、ワーク（５）に溶接さ れるナット（６）をガイドピンの上端小径部（２ａ）に嵌めて位置決めする抵抗 溶接機において、ガイドピン（２）を昇降させる連結シャフト（４）に取付けら れ、連結シャフトの一定の移動量毎に信号を出力する直線位置センサ（１３）と 、該直線位置センサ（１３）の信号を計数するカウンタ（１７）と、カウンタ（ １７）の計数値を校正して零に帰零するゼロリセット手段と、前記カウンタ（１ ７）の計数値を電極加圧時に監視してその数値が零と一定以上の違いがあると通 電を止めるための所定の制御信号を出力する制御装置（１２）とを具備した。

【００１３】

【作用】

電極加圧時におけるガイドピン２の位置は、ナット心ずれのない正常時に比較 してナット心ずれのある異常時には約２ｍｍ正規位置より下に位置する。

【００１４】 そこで、心ずれのない正常時の加圧状態でカウンタ１７の計数値を零に帰零し ておく。するとその後の溶接作業でナット心ずれがないときは、電極加圧時のカ ウンタ１７の計数値は零に近い値で、異常信号は出ない。心ずれがあると、電極 加圧時のカウンタ１７の計数値が零に対して一定以上異なり、制御装置から所定 の制御信号が出力され、電極への通電が止められる。

【００１５】 下部電極１やガイドピン２を交換したときは、校正のためナット心ずれの正常 な電極加圧状態でカウンタをゼロリセットし、電極１やガイドピン２の寸法の違 いの補正を行う。

【００１６】

【実施例】

図５は抵抗溶接機の全体を示す正面図で、１は下部電極、２はガイドピン、５ は板状のワークで、このワーク５にプロジェクション溶接されるナットは矢印Ａ に示すようにナットフィーダで供給され、ガイドピン２に嵌められる。９はワー ク５を保持するワーク受け、１０は上部電極、１１は上部電極１０を下降（加圧 ）、上昇させる上部ガンで、図示されていないナットをワーク５に溶接すると、 ワーク５は矢印Ｂのように払い出される。１２はシーケンスプログラム等を含む 制御装置である。

【００１７】 図１は本考案の実施例の一部で１は下部電極、２はガイドピン、３は連結シャ フト４を介してガイドピン２を昇降させるガイドピン・シフトシリンダ、５はワ ーク、６はナット、２ａ、２ｂはガイドピンの小径部と大径部、１３は連結シャ フトの一定移動量（例えば０．０１ｍｍ）毎に電気信号を出力する。

【００１８】 この直線位置センサとしては光電式や磁気式のもの等が使えるが図４に光電式 の代表例として株式会社ミツトヨ製のリニアスケール（商品名）を示す。 同図（ａ）のように固定のスケールユニット１４にそって光電式のセンサ部１ ５が移動可能に配設され、接続コード１６でカウンタ１７と電気的に接続されて いる。このセンサ部１５が、図１の連結シャフト４と共に上下に移動する。

【００１９】 同図（ｂ）で、スケールユニット（固定側）にはメインスケール格子目盛１８ が刻んであり、このメインスケール格子目盛に対向して移動する光電式のセンサ 部１５には、レーザダイオードを用いた光源１９と、集光レンズ２０と、インデ ックス格子目盛２１と、受光素子２２等が備えられている。

【００２０】 センサ部が移動すると、インデックス格子目盛２１を通過する光が目盛のピッ チと同じ周期で明暗を繰り返す。この変化が受光素子２２で電子信号に変換され 、９０°位相差の２相信号を出力する。カウンタ１７はこの信号を分割し、移動 方向を判別して計数する。カウンタ１７は必要に応じて手動操作で計数値を零に 帰零するゼロリセット手段を備えている。

【００２１】 図１（ｂ）で、１７はゼロリセット手段を備えたカウンタ、１２は前記制御装 置で、電極加圧時におけるカウンタ１７の計数値が一定値以上のときに、電極へ の通電を止めるための所定の制御信号を出力する。

【００２２】 ワーク５の下穴に対してナット６の軸線がずれていない正常時は、ガイドピン ２の大径部２ｂがワーク５の下穴を貫通し、ガイドピン２の小径部に嵌ったナッ ト６の軸線はワーク５の下穴とガイドピン２の両軸線と同心にある。（図２（ａ ））。

【００２３】 ナット心ずれの異常時は、同図（ｂ）のように、ガイドピン２の大径部２ｂが ワーク５の下穴５ａの肩に当たって上方への移動を止められるため、正常時に比 べて符号Ｄに示す分だけガイドピン２が下降位置にある。そして、ナット６の軸 心はワーク５の下穴５ａの軸線に対し、Ｅだけ心ずれ（偏心）している。

【００２４】 この異常時の、正常時との違いの寸法Ｄは２．３３〜２．８７ｍｍである。従 って、正常時の加圧時におけるカウンタ１７の計数値をゼロリセットしておいて 、次工程からの作業時に加圧時のカウンタ１７の計数値が零から一定値以上異な ると、制御回路１２が所定の出力を出すようにしておけば、ナットが心ずれのま ま溶接される虞れはなくなる。

【００２５】 このように正常品の加圧時のカウンタの計数値（読み値）を基準（零）にし、 カウンタ１７の計数値を制御装置１２に取り入れ、加圧時の計数値を予め設定し てあるＯＫ・ＮＧ値と比較して合否の判断をし、基準より小さい（つまり正常時 よりガイドピンの下降量が大きい）ときを異常とする。

【００２６】 図３の実施例は、ナット６の心ずれの検出の他に、ナットの有無とナットの横 立ちを検出する検出器を上部電極１０に関連させて設けたものである。 すなわち、上部電極１０は下端に開口する孔１０ａが設けられ、ナット６が無 いときは、上部電極１０の下端がワーク５の上面に当たるまで下降する。又、ナ ット６が横立ちのときは正常時の位置まで上部電極が下降しない。そのため、上 部電極に取付けたドグ２３は正常品の電極加圧時にだけリミットスイッチ２４を 作動させる。

【００２７】 従って、電極加圧時にドグ２３がリミットスイッチ２４に係合していないとき はナットが無いときか、ナットが横立ちであるとみて異常と判断できる。 ２５はワーク５を移動させるロボットハンドで、ワーク５にいくつかのナット ６を溶接するときに、ワーク５を移動させ、溶接位置を電極間にもってくる。

【００２８】

【考案の効果】

本考案の抵抗溶接機におけるナット心ずれ検出装置は上述のように構成されて いるので、異常時のガイドピンの位置を正確に計数して、正常か異常かの判断を 確実に安定して行うことができ、更に下部電極やガイドピンを交換したときの調 整（校正）も正常品加圧時にカウンタをゼロリセットするだけの簡単な操作でよ いため、実用上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の要部の一部縦断正面図（ａ）
と、電気回路ブロック線図（ｂ）。

【図２】（ａ）は正常時の、（ｂ）は異常時の状態を説
明する拡大図。

【図３】本考案の他の実施例の正面図。

【図４】（ａ）は直線位置センサの略図、（ｂ）はその
原理を説明する斜視図。

【図５】電気抵抗溶接機の正面図。

【図６】従来技術の一部縦断正面図。

【図７】従来技術の一部縦断正面図。

【符号の説明】

１ 下部電極 ２ ガイドピン ２ａ 小径部 ２ｂ 大径部 ４ 連結シャフト ５ ワーク ５ａ 下穴 ６ ナット １２ 制御装置 １３ 直線位置センサ １７ カウンタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部電極（１）内を上下に昇降可能のガ
   イドピン（２）が、板状のワーク（５）の下穴（５ａ）
   の径よりわずか小径の大径部（２ｂ）と、この大径部
   （２ｂ）の径より小径の小径部（２ａ）を上端に備えて
   いて、ワーク（５）に溶接されるナット（６）をガイド
   ピンの上端小径部（２ａ）に嵌めて位置決めする抵抗溶
   接機において、ガイドピン（２）を昇降させる連結シャ
   フト（４）に取付けられ、連結シャフトの一定の移動量
   毎に信号を出力する直線位置センサ（１３）と、該直線
   位置センサ（１３）の信号を計数するカウンタ（１７）
   と、カウンタ（１７）の計数値を校正して零に帰零する
   ゼロリセット手段と、前記カウンタ（１７）の計数値を
   電極加圧時に監視してその数値が零と一定以上の違いが
   あると通電を止めるための所定の制御信号を出力する制
   御装置（１２）とを具備した抵抗溶接機におけるナット
   心ずれ検出装置。